Arm入门第七讲，Thumb 与ARM子程序。
Arm入门第七讲，Thumb 与ARM子程序。
一丶Thumb
1.1 什么是Thumb
Thumb 指令集是16bit指令集，是为了兼容数据总线宽度为16位的应用系统，Arm体系结构除了支持执行效率很高的32位Arm指令集以外，同时也支持16位的Thumb指令集。可以说Thumb是Arm指令集的一个子集，允许指令编码为16位的长度。 与等价的32位代码相比较，Thumb指令集在保留32代码的优势的同时，又大大节省了空间。
1.2 Thumb指令集的由来
Thumb指令集是从ARMV4T之后的ARM处理器有的指令集。是一种16bit指令模式，叫做Thumb. 他可以看做是ARM指令压缩形式的子集，它是为减少代码量而提出，具有16bit的代码密度。
Thumb指令T恤并不完整，只支持通用功能，必要时仍然需要ARM指令。 比如进入异常。
1.3 Thumb的特点
1.Thumb代码所需要的存储空间为Arm代码的 60%-70% 毕竟指令短，那么自然就会占用空间。
2.Thumb代码使用的指令数比ARM代码多30%--40%
3.若使用32位的存储器，那么ARM代码比Thumb代码块40%
4.若使用16位存储器，Thumb则比ARM代码快40%-50%
5.与ARM代码比较，使用Thumb代码，存储器的功耗会降低30%
显然是各有优缺点的。
1.4 Thumb与Arm的却别
区别如下：
1. 分支指令： 跳转的范围小，除了B指令外，其他都是无条件跳转。
2. 数据处理指令： Thumb指令只有两个操作数，而ARM指令则是3个操作数。
3. 单寄存器加载/存储指令： Thumb指令只能访问R0-R7寄存器。
4. 多寄存器加载/存储指令： Thumb指令只能访问R0-R7的子集
5. Thumb特有指令： push 和POP是它特有的指令，作用于R13（sp）寄存器。
编写Thumb 指令的时候，要先使用伪指令CODE16声明，而且在ARM指令中要使用BX 指令来跳转到Thumb指令，BX的指令地址低位为1则是表示THUMB指令，否则就是ARM指令。
编写ARM指令的时候可以用 CODE32声明，然后如果遵循一定的调用规则，则Thumb子程序和ARM子程序可以互相调用。
二丶ARM的ATPCS调用标准
ATPCS标准 可以理解为ARM是怎么使用堆栈的。
那么在此之前需要熟悉 调用约定的知识。 X86的栈操作知识等等。
2.1 调用约定
调用约定分为如下：
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cdecl调用约定
该调用约定遵循以下规则：
参数入栈顺序是从右向左
栈平衡负责 是由调用者来平。
如函数A 调用函数B 在这里A就是调用者 B就是被调用者。
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stdcall 调用约定
入栈规则： 参数从右向左入栈
栈平衡负责： 被调用者负责
如B函数接受2个参数。 A调用B 在B执行完毕之后会操作栈来保证栈平衡。
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fastcall调用约定
参数入栈顺序： 函数的第一第二个参数通过ecx和edx入栈。 x64的结构下还有r8 r9（寄存器）， 剩余的参数则从右向左入栈。
栈平衡：被调用者进行栈平衡。 （如果是x64那么则是调用者负责）
返回值的存放：
返回值放在EAX和RAX（x64）中
下面是调用堆栈图：
2.2 ARM调用约定
ARM函数之间互相调用遵循的规则就是ATPCS（ARM-THUMB Procedure Call Standard） ATPCS主要是定义了函数调用时参数的传递规则以及函数的返回规则。 它很类似于X64架构下的fastcall调用。
它们有一个共同的特点就是寄存器多，有大量寄存器可用。
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传参方式
R0 -R3是传递函数的第1到第四个参数的，超出的部分从右向左通过栈传递。
在X64下再是 RCX RDX R8 R9寄存器进行参数传递。所以这里很雷同。
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栈平衡
栈平衡则是由调用者进行栈平衡的。
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结果保存
1.结果为32位整数的时候，可以通过寄存器R0来返回。
2.结果是64位整数的时候，可以通过R0 R1返回。
3.结果是浮点数，那么通过浮点寄存器F0 D0 或者S0返回。
4.结果是符合浮点数，那么可以通过寄存器F0 -FN 或者D0 -DN来进行返回。
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局部变量
R4-R11是用来保存局部变量的，如果用到了那么函数在进入的时候就要先保存，这点类似于x86环境下的pushad pushfd等指令，保存寄存器环境。 而在返回的时候，这些寄存器的值也要进行恢复。
Thumb指令只能使用R4-R7，R11也可以做FP寄存器。也就是x86的EBP
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返回地址
返回地址使用R14寄存器进行保存（也叫做LR寄存器）
x86的返回地址在栈中保存。
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栈顶寄存器
R13是作为栈顶寄存器的，也就是SP寄存器。 x86下则是使用ESP
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栈基址寄存器
R11作为栈基址寄存器的 也就是FP指令。 x86下则是EBP
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下一条指令寄存器
R15寄存器，也叫做PC寄存器。 是指向下一条要执行指令的，类似于X86下的EIP寄存器。
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备份寄存器
R12寄存器主要作用于子程序内部的，也叫做IP寄存器。 内部过程调用寄存器，可以备份保存 SP（R13） LR(R14)寄存器等。
堆栈使用的FD满递减栈，也就是跟X86是一样的。
